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发表于 2009-4-18 20:03 |只看该作者 |倒序浏览
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数学建模软件介绍 1 R% y" y  P0 b# I; w
一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica和SAS下面简单介绍一下这四种。 ) S2 _. V- ~# C7 K+ Z/ F
; K1 x0 s: M9 b" Y0 s7 r' a# |1 t. S
1.MATLAB的概况 , {3 b4 f' p6 S3 x! Z8 D! b( _  B
MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处
6 c0 c' o) {/ x; ^$ H. T9 w- j
$ c7 Y9 g) p6 u' I" q理,可视化建模仿真和实时控制等功能。   H+ p+ i( U2 @( B+ k

9 o) E) q, M0 J, \: X' w1 z/ b0 qMATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等
: Q$ x3 e8 X) q- q
( M- e2 O6 M. k/ t语言完相同的事情简捷得多. / {% ^! n  g2 ^8 y) t
# \" m- M: n! m7 _! d
当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具
- Z4 |5 @# ^& ^4 ]9 p
! f6 }8 \2 i! R. T- R1 m包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强 ! Y4 R# P6 ^$ F' C
+ w) t* H! q  N
的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类. " l* o5 E( ]4 h3 e6 z- e9 c/ Z5 w

8 j/ l4 R' I: L开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改 ( m: a" W$ _; U/ |6 d; \, V
" d  v3 d( F8 ]" ]& O% z0 N
或加入自己编写程序构造新的专用工具包. ; [; q1 R1 K' j$ X1 d, b

. |5 p4 x% M8 l$ N) @! O2.Mathematica的概况
- g8 I3 p  }' ~Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者 Stephen Wolfram 成立于 0 {( |0 Q) n. z& \' d, y( |
; r& Q+ i/ r3 ~' ^, X" {
1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。Mathematica 是一套整合数字以
" _1 v* k9 I7 C" i1 n2 K2 v+ l$ w" m3 X* m/ n& m
及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级 ; T4 Z, E% J  q% Z
3 L8 u- ]/ O# t2 ^
科学运算环境。目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广
1 q" E8 d4 R- T8 d4 T5 }/ ]$ j; t3 H& v/ \1 n  ]5 }5 v- ^$ l. x
泛使用。
3 W3 A8 |) E# b9 d! P' V
3 H! E( x. G5 o! i+ C) l. nMathematica 的特色
: ~$ b! n& T9 X( ^+ w3 K, p( l; y' K
& r6 ^- s5 K  z- h2 ]: B- @·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库,让 Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算,例如特征向量、 反矩阵等,皆比Matlab R13做得更快更好,提供业界最精确的数值运算结果。 ! S4 d' T7 B& S: Y: r1 O- B' ~

% u- b9 w" H& s5 U·Mathematica不但可以做数值计算,还提供最优秀的可设计的符号运算。 # i2 J1 u) i) K  f
& H( Z& c, o9 Z9 i
·丰富的数学函数库,可以快速的解答微积分、线性代数、微分方程、复变函数、数值分析、机率统计等等问题。 ( ?$ `( t6 I+ u$ t
& [6 S5 S5 e) R
·Mathematica可以绘制各专业领域专业函数图形,提供丰富的图形表示方法,结果呈现可视化。
0 M, g( x3 z. j0 l6 W
) j8 C, w9 A! n& o·Mathematica可编排专业的科学论文期刊,让运算与排版在同一环境下完成,提供高品质可编辑的排版公式与表格,屏幕与打印的 自动最佳化排版,组织由初始概念到最后报告的计划,并且对 txt、html、pdf 等格式的输出提供了最好的兼容性。
- J& G. G1 l- e$ {
; k4 g( v: L* l7 Z. B·可与 C、C++ 、Fortran、Perl、Visual Basic、以及 Java 结合,提供强大高级语言接口功能,使得程序开发更方便。
/ j- w/ U, Y' n$ W7 v. R) i
$ Z7 g+ U+ D. c, a9 g( U: M0 q·Mathematica本身就是一个方便学习的程序语言。 Mathematica提供互动且丰富的帮助功能,让使用者现学现卖。强大的功能,简 单的操作,非常容易学习特点,可以最有效的缩短研发时间。
' E3 W+ i& M. h0 o8 W2 Q0 E! z- t+ I- v7 s0 t$ B
3.lingo的概况
! y' H% d2 ~7 x6 P4 [5 jLINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中 2 ]1 c7 v. h  k. B$ c

+ J* c5 _5 g/ k! x; Y3 lLINGO 6.0学生版最多可版最多达300个变量和150个约束的规则问题,其标准版的求解能力亦再10^4量级以上。虽然LINDO和
( v+ c) p! N' [
/ o# w' y+ N& t7 }LINGO不能直接求解目标规划问题,但用序贯式算法可分解成一个个LINDO和LINGO能解决的规划问题。
( v4 E! E4 J' b) o* r6 J, `
6 e8 p; C3 ~* c) `' Y$ x$ K5 B
9 ~0 w/ b; u% Y% u6 N7 D; U. ^模型建立语言和求解引擎的整合 2 v9 `! z# p0 V- p  R2 W/ l" w8 v

* H8 y# U+ U% @6 }8 v
% i6 `, R1 M' B, ULINGO是使建立和求解线性、非线性和整数最佳化模型更快更简单更有效率的综合工具。LINGO提供强大的语言和快速的求解引擎来阐述和求解最佳化模型。
  m1 t9 _  |2 z* b, K8 S' k: l0 I$ F' m) B3 R0 \+ h. g
( v5 n/ M( l9 C% i" u6 D
■ 简单的模型表示
( x3 h+ F; {- m' BLINGO可以将线性、非线性和整数问题迅速得予以公式表示,并且容易阅读、了解和修改。
& y- P( C$ J3 E  i% N0 o
( E( h' c0 |- W+ u: ]2 J  Y% Q: e! a
■ 方便的数据输入和输出选择 ( k" W7 B" c- \5 U
LINGO建立的模型可以直接从数据库或工作表获取资料。同样地, LINGO可以将求解结果直接输出到数据库或工作表。
, f& _+ {: n* B$ F2 e
4 Z& @7 `/ O# T( {
/ f. V* A7 A2 Q0 [8 X■ 强大的求解引擎
( R) H, U" P- q. T/ `; W9 x% {/ ?LINGO内建的求解引擎有线性、非线性(convex and nonconvex)、二次、二次限制和整数最佳化。
+ |' u& n2 q4 a" x7 H1 t* k: ^! `; x' a: q, m4 Z$ q3 P; q! @
, a/ W" x# r. y6 I, ~* Z$ K
■ Model Interactively or Create Turn-key Applications ' Z6 T! O: H/ C( z' |9 K
LINGO提供完全互动的环境供您建立、求解和分析模型。LINGO也提供DLL和OLE界面可供使用者由撰写的程序中呼叫。
) B  T2 T1 S) h  q( H4 t% z) z( s" Q8 \6 E& f. L6 g, R$ C

9 r) t0 |7 a9 j! B; c* h& G) u■ 广泛的文件和HELP功能 2 g5 @' T" {3 f" v* Q+ N1 c
LINGO提供的所有工具和文件可使你迅速入门和上手。LINGO使用者手册有详细的功能定义。
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0 i" f/ C1 ]8 J+ P4.SAS软件概况 ( T+ @( m% s2 l/ f: G; g
SAS系统全称为Statistics Analysis System,最早由北卡罗来纳大学的两位生物统计学研究生编制,并于1976年成立了SAS软件研究所,正式推出了SAS软件。SAS是用于决策支持的大型集成信息系统,但该软件系统最早的功能限于统计分析,至今,统计分析功能也仍是它的重要组成部分和核心功能。SAS现在的版本为9.0版,大小约为1G。经过多年的发展,SAS已被全世界120多个国家和地区的近三万家机构所采用,直接用户则超过三百万人,遍及金融、医药卫生、生产、运输、通讯、政府和教育科研等领域。在英美等国,能熟练使用SAS进行统计分析是许多公司和科研机构选材的条件之一。在数据处理和统计分析领域,SAS系统被誉为国际上的标准软件系统,并在96~97年度被评选为建立数据库的首选产品。堪称统计软件界的巨无霸。在此仅举一例如下:在以苛刻严格著称于世的美国FDA新药审批程序中,新药试验结果的统计分析规定只能用SAS进行,其他软件的计算结果一律无效!哪怕只是简单的均数和标准差也不行!由此可见SAS的权威地位。 0 r$ L. O, ^5 R! W

/ z0 `% c: z: w% T1 Q6 [7 VSAS系统是一个组合软件系统,它由多个功能模块组合而成,其基本部分是BASE SAS模块。BASE SAS模块是SAS系统的核心,承担着主要的数据管理任务,并管理用户使用环境,进行用户语言的处理,调用其他SAS模块和产品。也就是说,SAS系统的运行,首先必须启动BASE SAS模块,它除了本身所具有数据管理、程序设计及描述统计计算功能以外,还是SAS系统的中央调度室。它除可单独存在外,也可与其他产品或模块共同构成一个完整的系统。各模块的安装及更新都可通过其安装程序非常方便地进行。SAS系统具有灵活的功能扩展接口和强大的功能模块,在BASE SAS的基础上,还可以增加如下不同的模块而增加不同的功能:SAS/STAT(统计分析模块)、SAS/GRAPH(绘图模块)、SAS/QC(质量控制模块)、SAS/ETS(经济计量学和时间序列分析模块)、SAS/OR(运筹学模块)、SAS/IML(交互式矩阵程序设计语言模块)、SAS/FSP(快速数据处理的交互式菜单系统模块)、SAS/AF(交互式全屏幕软件应用系统模块)等等。SAS有一个智能型绘图系统,不仅能绘各种统计图,还能绘出地图。SAS提供多个统计过程,每个过程均含有极丰富的任选项。用户还可以通过对数据集的一连串加工,实现更为复杂的统计分析。此外,SAS还提供了各类概率分析函数、分位数函数、样本统计函数和随机数生成函数,使用户能方便地实现特殊统计要求。# D/ K: b* U. r
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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